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文档简介
1、电化学基础一、选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45分每小题只有一个选项符合题意)1在世界海运史上曾发生过这样一个悲剧:一艘名叫“阿那吉纳号”的货轮满载着精铜砂,在向日本海岸行驶时突然发生大面积漏水,最终沉没坚硬的钢制船体为什么会突然漏水呢?事后的事故调查结果表明导致沉船的原因与船上的精铜砂密切相关下列对此调查结论的理解正确的是()A精铜砂装载过多导致沉船B运输途中铜与空气中的氧气发生氧化反应导致质量增大超过船的承载能力C在潮湿的环境中,船体与铜构成了原电池,加速了作为负极的船体的腐蚀D在潮湿的环境中,船体与铜构成了电解池,钢制船体作阳极而被氧化腐蚀2下列化学反应在理论上不能用于设计成原
2、电池的是()A4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)4Fe(OH)3(s)H0BCH3CH2OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)H0CAl(OH)3(s)+NaOH(aq)NaAlO2(aq)+2H2O(l)H0DH2(g)+Cl2(g)2HCl(g)H03同一溶液中相同物质的量浓度的下列离子,在电解池的阴极最先放电的是()AAg+BCu2+CH+DZn2+4一种充电电池放电时的电极反应为:H2+2OH2e=2H2O;NiO(OH)+H2O+e=Ni(OH)2+OH当为电池充电时,与外电源正极连接的电极上发生的反应是()AH2O的还原BNiO(OH)的还原CH2的
3、氧化DNi(OH)2的氧化5某种能与稀盐酸反应放出H2的金属与锌组成原电池时,锌为负极,则此金属可能是()AMgBFeCAlDCu6下列描述中,不符合生产实际的是()A电解熔融的氧化铝制取金属铝,用铁作阳极B电解法精炼粗铜,用纯铜作阴极C电解饱和食盐水制烧碱,用涂镍碳钢网作阴极D在镀件上电镀锌,用锌作阳极7用电解法提取氯化铜废液中的铜,方案正确的是()A用铜片连接电源的正极,另一电极用铂片B用碳棒连接电源的正极,另一电极用铜片C用氢氧化钠溶液吸收阴极产物D用带火星的木条检验阳极产物8利用如图装置,其中不能实现铁的电化学防护的一组是()AX为锌,开关K置于M处BX为锌,开关K置于N处CX为铜,开
4、关K置于M处DX为碳棒,开关K置于N处9有人设想以氢气为燃料,氯气为氧化剂设计成原电池这样不仅能产生电能,还能制备盐酸,假设这种想法可行,下列说法肯定错误的是()A两极材料都用石墨,用稀盐酸作电解质溶液B通入氢气的电极为原电池的正极C电解质溶液中的阳离子向通入氯气的电极移动D通入氯气的电极的电极反应式为Cl2+2e2Cl10X、Y、M、N四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池,X、Y相连时,外电路电流从Y流向X;X、M相连时,M为正极;Y、N相连时,Y上有气泡逸出;M、N相连时,M的质量减少据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是()AXMYNBXMNYCMNYXDMXYN11如图所示,
5、X、Y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板增重,b极板有无色无味的气体放出下列符合这一现象的一组物质是()选项a极板b极板X电极Z溶液装置图A锌石墨负极CuSO4溶液B石墨石墨负极NaOH溶液C银铁正极AgNO3溶液D铜石墨负极CuCl2溶液AABBCCDD12一种新型熔融盐燃料电池具有高发电效率现用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,向其中一极通入CO气体,另一极通入O2和CO2的混合气体,其总反应为2CO+O22CO2则下列说法中正确的是()A通入CO的一极是电池的正极B负极发生的电极反应是O2+2CO2+4e2CO32C负极发生的电极反应是CO+CO322e2CO2D正极
6、发生氧化反应13某兴趣小组设计如图微型实验装置实验时,先断开K2,闭合K1,两极均有气泡产生;一段时间后,断开K1,闭合K2,发现电流表A指针偏转下列说法正确的是()A断开K2,闭合K1时,总反应的离子方程式为2H+2ClCl2+H2B断开K2、闭合K1时,石墨电极附近溶液变红C断开K1、闭合K2时,铜电极上的电极反应为Cl2+2e2ClD断开K1、闭合K2时,石墨电极作正极14如图所示,a、b两电极材料分别为铁棒和铜棒,则下列说法中不正确的是()A该装置可以构成原电池,也可构成电解池Ba极可能发生反应:Cu2+2eCuCb电极质量可能增加D该过程可能有大量气体产生15用Pt电极电解含有各0.
7、1molCu2+和X3+的溶液,阴极析出固体物质的质量m(g)与溶液中通过电子的物质的量n(mol)的关系见图示则离子氧化能力由大到小排列正确()ACu2+X3+H+BH+X3+Cu2+CX3+H+Cu2+DCu2+H+X3+二、非选择题(本题包括6小题,共55分)16如图所示为某研究性学习小组探究金属腐蚀条件的实验装置图,试分析实验并回答下列问题:(1)起始时若甲、乙、丙三套装置的导管中液面高度相同,则过一段时间后导管中液面最高的是(填装置代号)(2)通过甲、乙装置的对比实验说明,钢铁中碳的含量越(填“高”或“低”)越容易被腐蚀(3)乙装置中发生电化学腐蚀时正极的电极反应式为(4)为防止铁的
8、锈蚀,工业上普遍采用的方法是(写出一点即可)17随着尖端技术的发展,氟的用途日益广泛,如用F2将UF4氧化成UF6,然后用气体扩散法使铀的同位素235U和238U分离而氟单质的制备通常采用电解氧化法如图是电解熔融的氟氢化钾(KHF2)和无水氟化氢的混合物的实验装置:(1)已知阴极的电极反应式为2HF2+2eH2+4F,则电解的总反应为(2)出口1处的物质是(填化学式,下同),出口2处的物质是(3)在电解质的熔融盐中常加入另一种氟化物(AlF3),其作用是:减少HF的挥发;(4)随着电解的进行,有一种物质会不断被消耗,需要从入口处进行补充,则从入口处加入的物质是(填化学式)18对金属制品进行抗腐
9、蚀处理,可延长其使用寿命(1)下列为铝材表面处理的一种方法:碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜,碱洗时常有气泡冒出,原因是(用离子方程式表示)为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收,最好向槽液中加入下列试剂中的aNH3bCO2cNaOHdHNO3以铝材为阳极,在H2SO4溶液中进行电解,铝材表面会形成氧化膜,则阳极的电极反应式为(2)镀铜可防止铁制品腐蚀,电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是19从H+、Na+、Ag+、Cl、SO42、NO3中,选出适当的离子组成电解质(每种离子只能选用一次),用惰性电极对该电解质溶液进行电解(1)若阴极放出氢气,阳极放出氧气,且电解后溶液的pH保持不变,则所选用的电
10、解质的化学式是,阳极的电极反应式为(2)若阴极析出金属,阳极放出氧气,则所选用的电解质的化学式是,阴极的电极反应式为(3)若阴极放出氢气,阳极放出氯气,则所选用的电解质的化学式是,总反应的化学方程式为20下表列出了两种燃煤烟气脱硫方法的原理方法将SO2与I2反应制H2SO4和HI,同时分解HI制H2和I2,I2循环使用方法用Na2SO4溶液吸收SO2,再用离子膜电解法电解吸收液得到单质硫(1)方法中,用SO2与碘反应生成H2SO4和HI,SO2与I2反应的物质的量之比为;制得的H2可用储氢合金转化为MH,现分别用NiO(OH)、MH作正、负极材料,KOH溶液作电解质,可制得高容量的镍氢电池电池
11、总反应为:NiO(OH)+MHNi(OH)2+M 则电池放电时,负极的电极反应式为,充电完成时,Ni(OH)2全部转化为NiO(OH)若继续充电将在一个电极产生O2,O2扩散到另一电极发生电极反应被消耗,从而避免产生的气体引起电池爆炸,此时,阴极的电极反应式为(2)利用如图装置可实现方法的转化b端应连接电源的(填“正极”或“负极”)用Na2SO4溶液代替水吸收烟气中的SO2使之转化为H2SO3,其目的是电解过程中,阴极的电极反应式为21当pH为45时,Cu2+几乎不水解,而Fe3+几乎完全沉淀某同学欲用电解纯净CuSO4溶液的方法来测定铜的相对原子质量实验过程中使用肼(N2H4)空气燃料电池作
12、直流电源,其实验过程如图所示:(1)步骤中所加A的化学式为(2)肼空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是KOH溶液肼空气燃料电池放电时,负极产生一种无污染的气体,则负极的电极反应式是,正极的电极反应式是(3)步骤中所用的部分仪器如图,则肼空气燃料电池中通入肼的一端应接(填“铜”或“石墨”)电极铜电极上的电极反应式为(4)为达到实验目的,下列实验操作必须完成的是(填字母)A称量电解前电极的质量B电解后,电极在烘干称重前必须用蒸馏水冲洗C刮下电解后电极上析出的铜,并清洗、称重D电极在烘干称重的操作中必须按“烘干称重再烘干再称重”进行E在有空气存在的情况下,烘干电极必须采用低温烘干的方法(5)
13、铜的相对原子质量为(用含有m、V的代数式表示)全国100所名校单元检测卷化学(十二)电化学基础(全国西部)参考答案与试题解析一、选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45分每小题只有一个选项符合题意)1在世界海运史上曾发生过这样一个悲剧:一艘名叫“阿那吉纳号”的货轮满载着精铜砂,在向日本海岸行驶时突然发生大面积漏水,最终沉没坚硬的钢制船体为什么会突然漏水呢?事后的事故调查结果表明导致沉船的原因与船上的精铜砂密切相关下列对此调查结论的理解正确的是()A精铜砂装载过多导致沉船B运输途中铜与空气中的氧气发生氧化反应导致质量增大超过船的承载能力C在潮湿的环境中,船体与铜构成了原电池,加速了作为负极的
14、船体的腐蚀D在潮湿的环境中,船体与铜构成了电解池,钢制船体作阳极而被氧化腐蚀【考点】金属的电化学腐蚀与防护【专题】电化学专题【分析】精铜砂在潮湿的环境下与船体形成原电池,在此原电池中,船体做负极,被腐蚀,导致漏水,据此分析【解答】解:A、由题干可知,是船体漏水导致的沉船,不是由于承载过多,故A错误;B、精铜即使在潮湿的环境中与空气的反应也很慢,故不可能是铜与氧气直接反应导致,故B错误;C、精铜砂在潮湿的环境下与船体形成原电池,在此原电池中,船体做负极,被腐蚀,导致漏水,故C正确;D、精铜砂在潮湿的环境下与船体形成原电池,原电池中分正负极,在此原电池中,船体做负极,被腐蚀,导致漏水,故D错误故选
15、C【点评】本题考查了金属的电化学腐蚀,难度不大,应注意的是原电池的负极、电解池的阳极被腐蚀2下列化学反应在理论上不能用于设计成原电池的是()A4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)4Fe(OH)3(s)H0BCH3CH2OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)H0CAl(OH)3(s)+NaOH(aq)NaAlO2(aq)+2H2O(l)H0DH2(g)+Cl2(g)2HCl(g)H0【考点】原电池和电解池的工作原理【专题】电化学专题【分析】自发的氧化还原反应能设计成原电池【解答】解:A、属于化合反应,是自发的氧化还原反应,能用于设计原电池,故A不符合;B、属于自发的
16、氧化还原反应,能设计成原电池,故B不符合;C、酸碱中和反应,非氧化还原反应,不能设计原电池,故C符合;D、属于自发的氧化还原反应,能设计成原电池,故D不符合;故选:C【点评】本题考查学生设计成原电池的反应具备的条件,可以根据所学知识进行回答,难度不大3同一溶液中相同物质的量浓度的下列离子,在电解池的阴极最先放电的是()AAg+BCu2+CH+DZn2+【考点】电解原理【专题】电化学专题【分析】在金属活动性顺序表中,越不活泼的金属其金属阳离子越容易得电子,氧化性顺序为Ag+Cu2+H+Zn2+,据此分析;【解答】解:在金属活动性顺序表中,越不活泼的金属其金属阳离子越容易得电子发生还原反应,用惰性
17、电极电解电解质溶液时,如果溶液中金属阳离子是氢之后的,则电解电解质溶液时阴极上金属阳离子放电生成金属单质,如果溶液中金属阳离子位于氢之前,则电解电解质溶液时阴极上氢离子放电,根据金属活动性顺序表知,氧化性顺序为Ag+Cu2+H+Zn2+,则最容易得电子的离子是银离子故选:A【点评】本题考查了电解原理,明确离子放电顺序是解本题关键,注意铁离子得电子能力大于铜离子,为易错点4一种充电电池放电时的电极反应为:H2+2OH2e=2H2O;NiO(OH)+H2O+e=Ni(OH)2+OH当为电池充电时,与外电源正极连接的电极上发生的反应是()AH2O的还原BNiO(OH)的还原CH2的氧化DNi(OH)
18、2的氧化【考点】化学电源新型电池【专题】压轴题;电化学专题【分析】根据总反应式结合化合价的变化判断被氧化和被还原的物质,原电池中正极发生换还原反应【解答】解:为电池充电时,为电解池的工作原理,与外电源正极连接的电极是阳极,该极上发生的反应是失电子的氧化反应,元素的化合价会升高,即Ni(OH)2的氧化反应故选D【点评】本题考查原电池反应,题目难度不大,注意根据化合价的变化判断原电池的正负极反应5某种能与稀盐酸反应放出H2的金属与锌组成原电池时,锌为负极,则此金属可能是()AMgBFeCAlDCu【考点】原电池和电解池的工作原理【专题】电化学专题【分析】根据金属的活泼性来判断两种金属与酸构成的原电
19、池中的负极,活泼金属作负极【解答】解:因金属活泼性为MgAlZnFeCu,该金属与锌组成原电池时,锌为负极,能与稀盐酸反应放出H2的金属与锌组成原电池时,则该金属为Fe;故选B【点评】本题考查原电池,熟悉金属的活泼性是解答本题的关键,注意原电池原理的分析应用,题目较简单6下列描述中,不符合生产实际的是()A电解熔融的氧化铝制取金属铝,用铁作阳极B电解法精炼粗铜,用纯铜作阴极C电解饱和食盐水制烧碱,用涂镍碳钢网作阴极D在镀件上电镀锌,用锌作阳极【考点】电解原理;铜的电解精炼【专题】电化学专题【分析】A、电解池中活泼金属作阳极,则阳极反应是活泼金属失电子;B、电解法精炼粗铜,用纯铜作阴极,用粗铜作
20、阳极;C、电解饱和食盐水制烧碱,阴极上是氢离子放电,所以氢氧根浓度增大,在该极附近生成大量的氢氧化钠;D、电镀原理中,镀件金属作阳极,镀层金属作阴极【解答】解:A、电解熔融的氧化铝制取金属铝,用铁作阳极是则阳极放电的是金属铁,电极被损耗,不符合生产实际,故A错误;B、电解法精炼粗铜,用纯铜作阴极,在该电极上会析出大量的铜,故B正确;C、电解饱和食盐水制烧碱,阴极上是氢离子放电,在该极附近生成大量的氢氧化钠,符合生产实际,故C正确;D、电镀原理中,镀层金属做阳极,镀件金属做阴极,故D正确故选A【点评】本题考查学生电解池的工作原理,可以根据所学知识进行回答,难度不大7用电解法提取氯化铜废液中的铜,
21、方案正确的是()A用铜片连接电源的正极,另一电极用铂片B用碳棒连接电源的正极,另一电极用铜片C用氢氧化钠溶液吸收阴极产物D用带火星的木条检验阳极产物【考点】原电池和电解池的工作原理【专题】压轴题【分析】用电解法提取氯化铜废液中的铜时,铜应作阴极,阳极是铜或惰性电极,阴极的反应式为:Cu2+2eCu,阳极反应式为:2Cl2eCl2【解答】解:A、用电解法提取氯化铜废液中的铜时,铜必需作阴极,这样可以达到回收铜的目的,故A错;B、电解时阳极可用铜或惰性电极(碳棒),但铜应作阴极,故B正确;C、阴极产物为铜,和氢氧化钠溶液不反应,故C错;D、阳极产物为氯气,不能用带火星的木条检验,二者不反应,故D错
22、故选B【点评】本题考查氯化铜溶液的电解,注意两极上的变化,以及物质的检验方法8利用如图装置,其中不能实现铁的电化学防护的一组是()AX为锌,开关K置于M处BX为锌,开关K置于N处CX为铜,开关K置于M处DX为碳棒,开关K置于N处【考点】金属的电化学腐蚀与防护【专题】电化学专题【分析】将开关置于N处时,铁为阴极,无论X是什么,铁均不放电,被防护;将开关置于M处时,若X为铜,则铁作原电池的负极,易被腐蚀【解答】解:将开关置于N处时,铁为阴极,无论X是什么,铁均不放电,被防护,则BD均不选;将开关置于M处时,若X为锌,则铁作原电池的正极,被防护,则A不选;将开关置于M处时,若X为铜,则铁作原电池的负
23、极,易被腐蚀,则C选故选C【点评】本题考查原电池和电解池原理,明确电极上得失电子是解本题关键,电极反应式的书写是学习难点,同时也是考试热点,应重点掌握9有人设想以氢气为燃料,氯气为氧化剂设计成原电池这样不仅能产生电能,还能制备盐酸,假设这种想法可行,下列说法肯定错误的是()A两极材料都用石墨,用稀盐酸作电解质溶液B通入氢气的电极为原电池的正极C电解质溶液中的阳离子向通入氯气的电极移动D通入氯气的电极的电极反应式为Cl2+2e2Cl【考点】化学电源新型电池【专题】电化学专题【分析】A、根据原电池的工作原理知识是来判断;B、通氢气的电极发生失去电子的氧化反应;C、原电池中电解质溶液中的阳离子向正极
24、移动;D、氯气发生得电子的还原反应【解答】解:根据燃料电池的工作原理,利用原电池原理直接制盐酸的方程式为:H2+Cl2=2HCl,该原电池的工作原理和燃料电池的工作原理相似A、两极材料可以都用石墨,一极通入氢气,一极通入氯气,可以用稀盐酸做电解质溶液,故A正确;B、反应H2+Cl2=2HCl中,氢气失电子,所以通入氢气的电极为原电池的负极,故B错误;C、在原电池中,电解质溶液中的阳离子向正极移动,通氯气的电极为正极,故C正确;D、通氯气的电极为正极,发生得电子得还原反应,电极反应式为:Cl2+2e2Cl,故D正确故选B【点评】本题考查学生原电池中燃料电池的工作原理知识,注意知识的迁移和应用,是
25、一道信息迁移题目,难度不大10X、Y、M、N四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池,X、Y相连时,外电路电流从Y流向X;X、M相连时,M为正极;Y、N相连时,Y上有气泡逸出;M、N相连时,M的质量减少据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是()AXMYNBXMNYCMNYXDMXYN【考点】原电池和电解池的工作原理;常见金属的活动性顺序及其应用【专题】电化学专题【分析】在原电池反应中,负极金属较为活泼,电子从负极经外电路流向正极,一般来说,气体、金属在正极上析出,负极质量减小,以此解答该题【解答】解:根据原电池反应中的正、负极判断金属的活动性,一般情况下金属的活动性:负极正极X、Y相连时
26、,外电路电流从Y流向X,Y为正极,所以活动性:XY;X、M相连时,M为正极,所以活动性:XM;Y、N相连时,Y上有气泡逸出,氢离子在此极得电子生成氢气,为正极,所以活动性:NY;M、N相连时,M的质量减少,所以活动性:MN,综合上述可得活动性:XMNY,故选:B【点评】本题考查金属活动性的比较,题目难度不大,注意根据反应现象和电流判断电源的正负极,负极金属较活泼11如图所示,X、Y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板增重,b极板有无色无味的气体放出下列符合这一现象的一组物质是()选项a极板b极板X电极Z溶液装置图A锌石墨负极CuSO4溶液B石墨石墨负极NaOH溶液C银铁正极AgNO3溶液D铜
27、石墨负极CuCl2溶液AABBCCDD【考点】原电池和电解池的工作原理【专题】电化学专题【分析】通电后发现a极板质量增加,所以金属阳离子在a极上得电子,a极是阴极,溶液中金属元素在金属活动性顺序表中处于氢元素后边;b极是阳极,b极板处有无色无味气体放出,即溶液中氢氧根离子放电生成氧气,电极材料必须是不活泼的非金属,电解质溶液中的阴离子必须是氢氧根离子或含氧酸根离子【解答】解:通电后发现a极板质量增加,所以金属阳离子在a极上得电子,a极是阴极,溶液中金属元素在金属活动性顺序表中处于氢元素后边;b极是阳极,b极板处有无色无味气体放出,即溶液中氢氧根离子放电生成氧气,电极材料必须是不活泼的非金属,电
28、解质溶液中的阴离子必须是氢氧根离子或含氧酸根离子A、该选项符合条件,故A正确B、电解质溶液中金属阳离子在氢元素前边,故B错误C、铁是活泼金属,作阳极失电子,所以在B极上得不到氧气,故C错误D、电解质溶液中氯离子失电子,在B极上得到有刺激性气味的气体,与题意不符,故D错误故选A【点评】本题考查了电解池工作原理,明确溶液中离子的放电顺序是解本题的关键,解题时还要注意正极的电极材料,如果是较活泼的金属,电极材料失电子,不是溶液中离子失电子12一种新型熔融盐燃料电池具有高发电效率现用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,向其中一极通入CO气体,另一极通入O2和CO2的混合气体,其总反应为2
29、CO+O22CO2则下列说法中正确的是()A通入CO的一极是电池的正极B负极发生的电极反应是O2+2CO2+4e2CO32C负极发生的电极反应是CO+CO322e2CO2D正极发生氧化反应【考点】原电池和电解池的工作原理【专题】电化学专题【分析】该燃料电池中,通入CO的一极为原电池的负极,发生氧化反应,电极反应式为2CO4e+2CO324CO2,通入氧气和CO2的混合气体一极为原电池的正极,发生还原反应,电极反应式为O2+4e+2CO22CO32【解答】解:A、该燃料电池中通入CO的一极是负极,通O2和CO2的混合气体的一极是正极,故A错误;B、通入CO的一极为原电池的负极,发生氧化反应,电极
30、反应式为CO2e+CO322CO2,故B错误;C、通入CO的一极为原电池的负极,发生氧化反应,电极反应式为CO+CO322e2CO2,故C正确;D、通入氧气和CO2的混合气体一极为原电池的正极,发生还原反应,故D错误;故选:C【点评】本题考查原电池原理,根据燃料电池的工作原理规律来分析解答即可,注意电极反应式的正确书写,为易错点13某兴趣小组设计如图微型实验装置实验时,先断开K2,闭合K1,两极均有气泡产生;一段时间后,断开K1,闭合K2,发现电流表A指针偏转下列说法正确的是()A断开K2,闭合K1时,总反应的离子方程式为2H+2ClCl2+H2B断开K2、闭合K1时,石墨电极附近溶液变红C断
31、开K1、闭合K2时,铜电极上的电极反应为Cl2+2e2ClD断开K1、闭合K2时,石墨电极作正极【考点】原电池和电解池的工作原理【专题】电化学专题【分析】A断开K2,闭合K1时,是电解池装置,两极均有气泡产生,说明两极产生的气体分别是氢气和氯气;B断开K2,闭合K1时,是电解池装置,两极均有气泡产生,石墨做阳极,溶液中氯离子离子失电子发生氧化反应,铜做阴极,氢离子得到电子发生还原反应;C断开K1,闭合K2时,发现电流表指针偏转,证明是原电池反应,形成氢氯燃料电池,铜做负极氢气失电子发生氧化反应;D断开K1,闭合K2时,形成原电池,原电池中阳离子向正极移动【解答】解:断开K2、闭合K1时,装置为
32、电解池,两极均有气泡产生,则总反应为2Cl+2H2OH2+2OH+Cl2,石墨为阳极,铜为阴极,因此石墨电极处产生Cl2,在铜电极处产生H2,铜电极附近产生OH,溶液变红,故A、B两项均错误;断开K1、闭合K2时,装置为原电池,铜电极上的电极反应为H22e+2OH=2H2O,其为负极,而石墨上的电极反应为Cl2+2e=2Cl,其为正极,故C项错误,D项正确故选D【点评】本题综合考查电解池和原电池知识,注意把握电化学工作原理,为高考常见题型,侧重于学生的分析能力的考查,有利于培养学生的良好的科学素养,难度中等14如图所示,a、b两电极材料分别为铁棒和铜棒,则下列说法中不正确的是()A该装置可以构
33、成原电池,也可构成电解池Ba极可能发生反应:Cu2+2eCuCb电极质量可能增加D该过程可能有大量气体产生【考点】原电池和电解池的工作原理【专题】电化学专题【分析】原电池反应时,a极:Fe2e=Fe2+,b极:Cu2+2e=Cu,a极发生氧化反应,b极发生还原反应,则该装置可能为原电池或电解池,利用化合价的变化来分析电极反应,以此来解答【解答】解:A由图可知,该装置可能有外加电源,则可能为电解池,故A正确;B若装置为电解池,且a为阴极时,a、b两电极的反应式分别为Cu2+2eCu、Cu2eCu2+,故B正确;C该装置为原电池时,b的电极反应式为:Cu2+2eCu,所以b电极质量可能增加,故C正
34、确;D若装置为原电池,则a、b两电极的反应式分别为Fe2eFe2+、Cu2+2eCu,b极质量增加;若装置为电解池,且a为阴极时,a、b两电极的反应式分别为Cu2+2eCu、Cu2eCu2+,故D错误;故选D【点评】本题考查原电池和电解池,利用氧化还原反应来分析电极反应是解答本题的关键,并熟悉工作原理来解答,难度不大15用Pt电极电解含有各0.1molCu2+和X3+的溶液,阴极析出固体物质的质量m(g)与溶液中通过电子的物质的量n(mol)的关系见图示则离子氧化能力由大到小排列正确()ACu2+X3+H+BH+X3+Cu2+CX3+H+Cu2+DCu2+H+X3+【考点】原电池和电解池的工作
35、原理【专题】电化学专题【分析】根据图象可知,开始即析出固体,总共0.2mol电子通过时,析出固体质量达最大,证明此时析出的固体是铜,此后,继续有电子通过,不再有固体析出,说明M3+不放电,H+放电,从而判断离子氧化性【解答】解:通电后就有固体生成,当通过电子为0.2mol时,析出固体质量达最大,证明此时析出的固体是铜如果是M3+析出,电子数应该是0.3mol,则氧化能力为Cu2+M3+,当电子超过0.2mol时,固体质量没变,说明这是阴极产生的是氢气,即电解水,说明氧化能力H+M3+,故氧化能力为Cu2+H+M3+故选:D【点评】本题考查学生根据图象获取信息、运用知识综合分析能力,难度中等,关
36、键在确定析出的固体是铜二、非选择题(本题包括6小题,共55分)16如图所示为某研究性学习小组探究金属腐蚀条件的实验装置图,试分析实验并回答下列问题:(1)起始时若甲、乙、丙三套装置的导管中液面高度相同,则过一段时间后导管中液面最高的是乙(填装置代号)(2)通过甲、乙装置的对比实验说明,钢铁中碳的含量越高(填“高”或“低”)越容易被腐蚀(3)乙装置中发生电化学腐蚀时正极的电极反应式为2H2O+O2+4e4OH(4)为防止铁的锈蚀,工业上普遍采用的方法是牺牲阳极的阴极保护法或者外加电流的阴极保护法(写出一点即可)【考点】金属的电化学腐蚀与防护【专题】电化学专题【分析】(1)乙形成了原电池,丙浸没在
37、非电解质溶液中,故腐蚀速率乙甲丙;(2)含碳量越高,容易形成原电池,所以越易腐蚀;(3)乙发生吸氧腐蚀,发生电化学腐蚀时正极氧气得到电子生成氢氧根离子;(4)根据金属防护的方法知识来回答【解答】解:(1)甲为铁粉在氯化钠溶液中的腐蚀,乙为铁粉与碳形成原电池的腐蚀,而丙的腐蚀没有电解质溶液,所以腐蚀的速率大小为:乙甲丙,故过一段时间后液面最高的是乙,故答案为:乙;(2)甲中为铁粉,乙为铁粉与碳粉的混合物,甲的腐蚀速率小于乙的,通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越高,钢铁越易腐蚀,故答案为:高;(3)乙装置中发生电化学腐蚀时,分解铁失去电子,正极氧气得到电子生成氢氧根离子,正极的电极反应式为:
38、O2+4e+2H2O4OH,故答案为:O2+4e+2H2O4OH;(4)金属的防护措施有牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法,另外还有电镀、喷镀、喷油漆等方法使金属与空气、水等物质隔离,以防止金属腐蚀,故答案为:牺牲阳极的阴极保护法或者外加电流的阴极保护法【点评】本题考查了金属的电化学腐蚀、原电池工作原理,题目难度中等,注意掌握原电池工作原理,明确金属腐蚀快慢比较方法:(1)电解原理引起的阳极腐蚀原电池原理引起的负极腐蚀化学腐蚀有防护措施的腐蚀;(2)对同一种金属,腐蚀的快慢:强电解质溶液弱电解质溶液非电解质溶液;活泼性不同的两种金属,活泼性差别越大,腐蚀越快;(3)对同一种电解质溶液,
39、电解质溶液浓度越大,腐蚀越快;(4)由于金属表面一般不会遇到酸性较强的溶液,故吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式;另外,只有在金属活动性顺序表中位于氢前面的金属才可能发生析氢腐蚀,而位于氢之后的金属腐蚀只能是吸氧腐蚀17随着尖端技术的发展,氟的用途日益广泛,如用F2将UF4氧化成UF6,然后用气体扩散法使铀的同位素235U和238U分离而氟单质的制备通常采用电解氧化法如图是电解熔融的氟氢化钾(KHF2)和无水氟化氢的混合物的实验装置:(1)已知阴极的电极反应式为2HF2+2eH2+4F,则电解的总反应为2KHF22KF+H2+F2(2)出口1处的物质是F2(填化学式,下同),出口2处的物质是H2(3
40、)在电解质的熔融盐中常加入另一种氟化物(AlF3),其作用是:减少HF的挥发;降低电解质的熔点(4)随着电解的进行,有一种物质会不断被消耗,需要从入口处进行补充,则从入口处加入的物质是HF(填化学式)【考点】电解原理【专题】电化学专题【分析】(1)根据电解池的阳极和阴极发生的电极反应来书写总反应;(2)根据两个电极反应的产物来回答;(3)根据氟化物(AlF3)的性质来分析所起的作用;(4)反应过程中不断地被消耗的物质是电解过程中需要添加的物质【解答】解:(1)阴极的反应为2HF2+2e=H2+4F,阳极反应为2F2e+F2,则总的电解反应为2KHF22KF+H2+F2,故答案为:2KHF22K
41、F+H2+F2;(2)阴极的反应为:2HF2+2e=H2+4F,阳极反应为:2F2e+F2,出口1是F2,出口2是H2,故答案为:F2;H2;(3)氟化物(AlF3)的作用是减少HF的挥发,并能降低电解质的熔点,故答案为:降低电解质的熔点;(4)反应过程中HF不断地被消耗,可以随时加入,即从入口处加入的物质是HF,故答案为:HF【点评】本题是一道综合题,考查角度广,难度较大,要求学生具备分析和解决问题的能力18对金属制品进行抗腐蚀处理,可延长其使用寿命(1)下列为铝材表面处理的一种方法:碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜,碱洗时常有气泡冒出,原因是2Al+2OH+2H2O2AlO2+3H2(
42、用离子方程式表示)为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收,最好向槽液中加入下列试剂中的baNH3bCO2cNaOHdHNO3以铝材为阳极,在H2SO4溶液中进行电解,铝材表面会形成氧化膜,则阳极的电极反应式为2Al+3H2O6eAl2O3+6H+(2)镀铜可防止铁制品腐蚀,电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是阳极Cu可以发生氧化反应生成Cu2+,补充溶液中消耗的Cu2+,保持溶液中Cu2+的浓度恒定【考点】金属的电化学腐蚀与防护【专题】电化学专题【分析】(1)有气泡冒出因2Al+2OH+2H2O2AlO2+3H2;因碱洗槽液中有AlO2,故应通入CO2来回收Al(OH)3,发生反应2AlO2+3H2O
43、+CO22Al(OH)3+CO32或CO2+2H2O+AlO2HCO3+Al(OH)3;若加HNO3,生成的沉淀还会继续溶解;铝为阳极,会发生氧化反应,表面形成氧化膜,必须有水参加,所以电极反应式为:2Al+3H2O6eAl2O3+6H+;(2)用铜作电极可及时补充电镀液中消耗的Cu2+,保持其浓度恒定【解答】解:(1)铝能与强碱反应产生氢气,Al(OH)3具有两性,既能与强碱反应也能与强酸反应生成盐和水,碱洗槽液中有AlO2,故应通入CO2来回收Al(OH)3,发生反应2AlO2+3H2O+CO22Al(OH)3+CO32或CO2+2H2O+AlO2HCO3+Al(OH)3;若加HNO3,生
44、成的沉淀还会继续溶解,故答案为:2Al+2OH+2H2O2AlO2+3H2;b;铝为阳极,会发生氧化反应,表面形成氧化膜,必须有水参加,所以电极反应式为:2Al+3H2O6eAl2O3+6H+,故答案为:2Al+3H2O6eAl2O3+6H+;(2)电镀铜时用铜做阳极,阳极上铜被氧化,电解质溶液浓度不变,用铜作电极可及时补充电镀液中消耗的Cu2+,保持其浓度恒定,采用石墨无法补充Cu2+,故答案为:阳极Cu可以发生氧化反应生成Cu2+,补充溶液中消耗的Cu2+,保持溶液中Cu2+的浓度恒定【点评】本题以流程图来呈现实验过程的探究性考题,是近几年中考探究题命题特点之一读懂实验流程图,明确实验步骤
45、和原理,是正确解答此类问题的前提19从H+、Na+、Ag+、Cl、SO42、NO3中,选出适当的离子组成电解质(每种离子只能选用一次),用惰性电极对该电解质溶液进行电解(1)若阴极放出氢气,阳极放出氧气,且电解后溶液的pH保持不变,则所选用的电解质的化学式是Na2SO4,阳极的电极反应式为4OH4eO2+2H2O(2)若阴极析出金属,阳极放出氧气,则所选用的电解质的化学式是AgNO3,阴极的电极反应式为Ag+eAg(3)若阴极放出氢气,阳极放出氯气,则所选用的电解质的化学式是HCl,总反应的化学方程式为2HClH2+Cl2【考点】电解原理【专题】电化学专题【分析】阴极上阳离子放电顺序为Ag+H
46、+Na+,阳极上阴离子放电顺序为ClOHSO42、NO3,(1)当阴极放出H2,阳极放出O2时,且电解后溶液的pH保持不变,则相当于电解水并且成中性,根据离子的放电顺序分析;(2)当阴极析出金属,则金属离子为Ag+,阳极放出O2时,阴离子为NO3;(3)当阴极放出H2,则阴极为H+放电,阳极放出Cl2阴离子为Cl放电【解答】解:阴极上阳离子放电顺序为Ag+H+Na+,阳极上阴离子放电顺序为ClOHSO42、NO3,(1)当阴极放出H2,阳极放出O2时,且电解后溶液的pH保持不变,则相当于电解水并且成中性,所以溶液中阳离子为Na+,阴离子为SO42,所以电解质是Na2SO4,阳极的电极反应式为4
47、OH4eO2+2H2O,故答案为:Na2SO4;4OH4eO2+2H2O;(2)当阴极析出金属,则金属离子为Ag+,阳极放出O2时,阴离子为NO3,所以电解质是AgNO3,阴极的电极反应式为Ag+eAg;故答案为:AgNO3;Ag+eAg;(3)当阴极放出H2,则阴极为H+放电溶液中的阳离子为H+,阳极放出Cl2阴离子为Cl放电,所以电解质为HCl,故答案为:HCl;2HClH2+Cl2【点评】本题考查电解原理,明确离子的放电顺序是解答本题的关键,注意电极材料与发生的电极反应即可解答,题目难度不大20下表列出了两种燃煤烟气脱硫方法的原理方法将SO2与I2反应制H2SO4和HI,同时分解HI制H
48、2和I2,I2循环使用方法用Na2SO4溶液吸收SO2,再用离子膜电解法电解吸收液得到单质硫(1)方法中,用SO2与碘反应生成H2SO4和HI,SO2与I2反应的物质的量之比为1:1;制得的H2可用储氢合金转化为MH,现分别用NiO(OH)、MH作正、负极材料,KOH溶液作电解质,可制得高容量的镍氢电池电池总反应为:NiO(OH)+MHNi(OH)2+M 则电池放电时,负极的电极反应式为MH+OHe=M+H2O,充电完成时,Ni(OH)2全部转化为NiO(OH)若继续充电将在一个电极产生O2,O2扩散到另一电极发生电极反应被消耗,从而避免产生的气体引起电池爆炸,此时,阴极的电极反应式为O2+2
49、H2O+4e=4OH(2)利用如图装置可实现方法的转化b端应连接电源的正极(填“正极”或“负极”)用Na2SO4溶液代替水吸收烟气中的SO2使之转化为H2SO3,其目的是提高溶液的导电能力,加快电解速率电解过程中,阴极的电极反应式为SO2+4H+4e=S+2H2O【考点】二氧化硫的污染及治理;化学电源新型电池【专题】电化学专题【分析】(1)依据二氧化硫和碘单质在水溶液中发生氧化还原反应,结合定量关系分析判断;电池放电为原电池反应,负极为失电子发生氧化反应,充电时是原电池,NiO(OH)+MHNi(OH)2+M,放电为原电池,正极发生还原反应,依据电池反应书写电极反应;根据氧气进入另一个电极后所
50、引发的反应来回答;(2)用Na2SO4溶液吸收SO2,再用离子膜电解法电解吸收液得到单质硫,依据氢离子移动方向可知,a为阴极,b为阳极;用Na2SO4溶液代替水吸收烟气中的SO2使之转化为H2SO3,提高溶液导电性;电解池中阴极是二氧化硫得到电子生成硫单质【解答】解:(1)用SO2与碘反应生成H2SO4和HI,反应的化学方程式为:SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI,SO2与I2反应的物质的量之比为1:1;放电过程是原电池反应,正极发生还原反应,电极反应为:NiO(OH)+H2O+e=Ni(OH)2+OH;负极电极反应为:MH+OHe=M+H2O;阴极上是氧气发生的电子的过程,电极反应式为:O2+2H2O+4e=4OH,故答案为:1:1;MH+OHe=M+H2O;O2+2H2O+4e=4OH;(2)用Na2SO4溶液吸收SO2,再用离子膜电解法电解
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